(57)【要約】【課題】血管の硬化度を測定する場合に、同じ測定条件、同一被験者であれば、脈圧の変動があっても、充分な精度を得ることができる血行動態測定装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】時間微分信号のうちで心拍毎の最大値をプロットした包絡線における第１最高カフ圧、第１最低カフ圧、第２最高カフ圧、第２最低カフ圧に基づいて、血行動態に対応する特徴量を演算する場合、脈圧（最高血圧−最低血圧）に応じて、上記特徴量を補正する血行動態測定装置である。【選択図】図１
2007135678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カフ圧に脈波振幅成分が重畳されている信号を時間微分する微分手段と；
ＸＹ座標の一方の軸に、カフ圧をとり、上記ＸＹ座標軸の他方の軸に、上記微分手段によって微分された時間微分信号をとり、上記時間微分信号のうちで心拍毎の最大値をプロットし、上記プロットされた最大値を繋ぐ包絡線を演算する包絡線演算手段と；
上記包絡線のピーク値よりも小さい値である第１の値を設定する第１の値設定手段と；
上記ＸＹ座標上で、上記時間微分信号の値が上記第１の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最高のカフ圧である第１最高カフ圧を演算する第１最高カフ圧演算手段と；
上記ＸＹ座標上で、上記時間微分信号の値が上記第１の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最低のカフ圧である第１最低カフ圧を演算する第１最低カフ圧演算手段と；
上記包絡線のピーク値よりも小さい値であり、上記第１の値とは異なる値である第２の値を設定する第２の値設定手段と；
上記ＸＹ座標上で、上記時間微分信号の値が上記第２の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最高のカフ圧である第２最高カフ圧を演算する第２最高カフ圧演算手段と；
上記ＸＹ座標上で、上記時間微分信号の値が上記第２の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最低のカフ圧である第２最低カフ圧を演算する第２最低カフ圧演算手段と；
上記演算された上記第１最高カフ圧と上記第１最低カフ圧との差と、上記第２最高カフ圧と上記第２最低カフ圧との差との比を、特徴量として演算する特徴量演算手段と；
上記演算された特徴量を、脈圧に応じて補正する特徴量補正手段と；
を有することを特徴とする血行動態測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記特徴量補正手段は、上記特徴量である｛（Ｐ１ｍａｘ−Ｐ１ｍｉｎ）／（Ｐ２ｍａｘ−Ｐ２ｍｉｎ）｝・（ｋ２／ｋ１）に、脈圧補正項（ｋ３／ＰＰ）αを乗じて補正する手段である（上記Ｐ１ｍａｘは、上記第１最高カフ圧であり、上記Ｐ１ｍｉｎは、上記最低カフ圧であり、上記Ｐ２ｍａｘは、上記第２最高カフ圧であり、上記Ｐ２ｍｉｎは、上記第２最低カフ圧であり、上記ｋ１、ｋ２、ｋ３、αは、任意の定数であり、上記ＰＰは、脈圧（最高血圧−最低血圧）である）ことを特徴とする血行動態測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
上記補正された後の特徴量の値そのものを表示する表示手段、または、上記補正された後の特徴量をアナログ的にグラフ表示する表示手段を有することを特徴とする血行動態測定装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
上記補正された後の特徴量をプリントするプリンタ、または、上記補正された後の特徴量のデータを出力する外部端子を有することを特徴とする血行動態測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血行動態測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血行動態を測定する場合、カフ圧に脈波振幅成分が重畳されている信号を時間微分し、ＸＹ座標の一方の軸に、カフ圧をとり、上記ＸＹ座標軸の他方の軸に、上記微分手段によって微分された時間微分信号をとり、上記時間微分信号のうちで心拍毎の最大値をプロットし、上記プロットされた最大値を繋ぐ包絡線を演算し、この包絡線上に存在している第１最高カフ圧、第１最低カフ圧、第２最高カフ圧と第２最低カフ圧とに基づいて、血行動態を測定することが知られている。
【０００３】
つまり、上記包絡線のピーク値よりも小さい値である第１の値を設定し、上記第１の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最高のカフ圧である第１最高カフ圧と、最低のカフ圧である第１最低カフ圧とを演算し、上記第１の値とは異なる値である第２の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最高のカフ圧である第２最高カフ圧と、最低のカフ圧である第２最低カフ圧とを演算し、上記演算された上記第１最高カフ圧と上記第１最低カフ圧との差と、上記第２最高カフ圧と上記第２最低カフ圧との差との比を、特徴量として演算し、この演算された特徴量に基づいて、血行動態を測定することが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許公開２００１−１０４２５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は、従来例の動作を説明する図である。
【０００５】
図５（１）は、脈圧が小さい場合における包絡線を示す図であり、図５（２）は、脈圧が大きい場合における包絡線を示す図であり、図５（３）は、上記両包絡線を正規化し、先頭値のレベルを１００％として、比較表記した図である。
【０００６】
こ図５から明らかなように、血管の特性が同じであっても、脈圧が異なると、包絡線（時間微分信号のうちで心拍毎の最大値をプロットした包絡線）の形状が変化し、脈圧が大きい程、最大値付近の幅が広がる。
【０００７】
したがって、上記従来方法によって計算すると、血管の特性が同じであっても、上記特徴量の値は、測定時の脈圧が大きい程、大きな値で測定される。
【０００８】
つまり、上記従来例では、同じ測定条件、同一被験者であっても、脈圧の変動があれば、上記包絡線の形状そのものが変化し、上記特徴量に変動を与える。したがって、上記従来例では、血管の硬化度測定について、所定の精度以上の精度を求めることが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、同じ測定条件、同一被験者であれば、脈圧の変動があっても、時間微分信号のうちで心拍毎の最大値をプロットした包絡線の形状が変化せず、特徴量に変動を与えず、したがって、血管の硬化度を測定する場合に、充分な精度を得ることができる血行動態測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、時間微分信号のうちで心拍毎の最大値をプロットした包絡線ににおける第１最高カフ圧、第１最低カフ圧、第２最高カフ圧、第２最低カフ圧に基づいて、血行動態に対応する特徴量を演算する場合、脈圧（最高血圧−最低血圧）に応じて、上記特徴量を補正する血行動態測定装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、血行動態に対応する特徴量を演算する場合、脈圧（最高血圧−最低血圧）に応じて、特徴量を補正するので、脈圧が大きい程、特徴量が小さくなる方向に補正が加えられ、したがって、血管の硬化度を測定する場合に、充分な精度を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例である血行動態測定装置１００を示すブロック図である。
【００１４】
血行動態測定装置１００は、被測定者の腕に巻付けるカフ１１と、血圧測定に必要な所定の圧力にカフ１１を加圧する加圧手段１２と、加圧手段１２によって加圧されたカフ１１内の圧力を徐々に排気する微速排気手段１３と、カフ１１の圧力を検出する圧力トランスデューサを含み、上記圧力を電気信号（パルス）に変換して出力する圧力検出手段１４と、圧力検出手段１４からの電気信号（パルス）を一定時間内でカウントし、サンプリング信号によって上記カウントを周期的に繰返すとともに、サンプリング値をＡ／Ｄ変換するサンプリング手段１５と、ＣＰＵ２０と、ＲＯＭ２１と、ＲＡＭ２２と、操作手段２３と、表示装置６１と、プリンタ６２と、外部端子６３とを有する。
【００１５】
カフ１１、加圧手段１２、微速排気手段１３、圧力検出手段１４は、可撓管によって接続されている。
【００１６】
ＣＰＵ２０は、血行動態測定装置１００の全体を制御するものであるとともに、機能的には、ＲＯＭ２１に格納されているプログラムと協働して、時間微分手段１６と、包絡線演算手段３０と、第１の設定手段３１と、第２の設定手段３２と、第１最高カフ圧演算手段４１と、第１最低カフ圧演算手段４２と、第２最高カフ圧演算手段４３と、第２最低カフ圧演算手段４４と、特徴量演算手段５１と、特徴量補正手段５２とを実現するものである。
【００１７】
ＲＯＭ２１は、後述する図４に示すフローチャートのプログラムが格納されているメモリであり、ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０の演算結果等を記憶するメモリであり、操作手段２３は、所定のファンクションキー等を有するものである。
【００１８】
また、加圧手段１２と強制排気手段１３と、圧力検出手段１４と、サンプリング手段１５とは、ＣＰＵ２０によって制御される。
【００１９】
包絡線演算手段３０は、ＸＹ座標の一方の軸に、カフ圧をとり、上記ＸＹ座標軸の他方の軸に、上記微分手段によって微分された時間微分信号をとり、上記時間微分信号のうちで心拍毎の最大値をプロットし、上記プロットされた最大値を繋ぐ包絡線を演算する手段である。
【００２０】
第１の値設定手段３１は、上記包絡線のピーク値よりも小さい値である第１の値Ｖ１を設定する手段である。
【００２１】
第２の値設定手段３２は、包絡線のピーク値よりも小さい値であり、上記第１の値Ｖ１とは異なる値である第２の値Ｖ２を設定する手段である。
【００２２】
第１最高カフ圧演算手段４１は、ＸＹ座標上で、上記時間微分信号の値が上記第１の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最高のカフ圧である第１最高カフ圧を演算する手段である。
【００２３】
第１最低カフ圧演算手段４２は、上記ＸＹ座標上で、上記時間微分信号の値が上記第１の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最低のカフ圧である第１最低カフ圧を演算する手段である。
【００２４】
第２最高カフ圧演算手段４３は、上記ＸＹ座標上で、上記時間微分信号の値が上記第２の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最高のカフ圧である第２最高カフ圧を演算する手段である。
【００２５】
第２最低カフ圧演算手段４４は、上記ＸＹ座標上で、上記時間微分信号の値が上記第２の値である上記包絡線上の位置に対応する複数のカフ圧のうちで、最低のカフ圧である第２最低カフ圧を演算する手段である。
【００２６】
特徴量演算手段５１は、上記演算された上記第１最高カフ圧と上記第１最低カフ圧との差と、上記第２最高カフ圧と上記第２最低カフ圧との差との比を、特徴量として演算する手段である。
【００２７】
特徴量補正手段５２は、上記演算された特徴量を、脈圧に応じて補正する手段である。つまり、特徴量補正手段５２は、上記演算された上記第１最高カフ圧と上記第１最低カフ圧との差と、上記第２最高カフ圧と上記第２最低カフ圧との差との比である特徴量に、脈圧補正項（ｋ３／ＰＰ）αを乗じて補正する手段である。なお、上記ｋ３、αは、任意の定数であり、上記ＰＰは、脈圧（最高血圧−最低血圧）である。
【００２８】
次に、血行動態測定装置１００の動作について説明する。
【００２９】
図２は、上記実施例におけるカフ圧の変化を示す図である。
【００３０】
カフ１１を腕、手首、指等に巻き付け、このカフ１１の内部の圧力を加圧手段１２によって所定の圧力まで高め、その後、微速排気手段１３によって、３〜５ｍｍＨｇ／秒の割合で、ほぼ直線的に減圧し、この減圧の過程で、脈波振幅成分がカフ圧に重畳される。
【００３１】
図３は、上記実施例において、カフ圧を増加した後に微速減圧した場合におけるカフ圧と、カフ圧の時間微分信号の包絡線との関係の一例を示す図である。
【００３２】
まず、図３の横軸に、カフ圧をとる。この場合、微速排気手段１３によって、一定の速度で排気するので、時間の経過とともにカフ圧が減少する。また、図３の縦軸に、カフ圧の時間微分信号（ｄＰ／ｄｔ）をとる。時間微分信号が一定の時間毎に発生し、この時間微分信号の各ピーク値を結んで、包絡線Ｅが求められる。また、１つの時間微分信号と隣の時間微分信号との間は、所定の方法によって、補間される。
【００３３】
次に、第１の値Ｖ１と、第２の値Ｖ２とを予め設定する。ここでは、第１の値Ｖ１として、包絡線Ｅのピーク値Ｓｄｐの０.７倍（Ｋ１倍）
の値（ｋ１・Ｓｄｐ）が採用されている。また、第２の値Ｖ２として、包絡線Ｅのピーク値Ｓｄｐの０.５倍（Ｋ２倍）の値（ｋ２・Ｓｄｐ）が採用されている。
【００３４】
次に、上記実施例の具体的な動作について説明する。
【００３５】
血行動態測定装置１００によって血行動態を測定する場合、具体的には、まず、カフ１１を被測定者の腕に巻き、操作手段２３に設けられている測定開始スイッチをオンすると、血圧測定に必要な圧力に達するまで加圧手段１２がカフ１１を加圧し、この加圧が停止した後、微速排気手段１３によってカフ１１内の空気が徐々に排気され、これにともなって脈波成分による圧力変位がカフに伝達され始める。
【００３６】
圧力検出手段１４が、カフ圧を周波数の変化として電気的な信号に変換し、サンプリング手段１５が一定時間毎（たとえば５０ms毎）にサンプリングし、このサンプリングされたカフ圧に応じてパルスを出力する。
【００３７】
図４は、血行動態測定装置１００の動作を示すフローチャートである。
【００３８】
血行動態測定装置１００において、カフ１１を被測定者の上腕に巻き、電源が投入されると、ＲＡＭ２２の内容を初期化した後、カフ１１を血圧測定に必要な圧力（上限の圧力）まで加圧し（Ｓ１〜Ｓ３）、その後、上記カフ１１を徐々に排気し、この排気する過程で、脈圧がカフ圧を変化させ、カフ圧に脈波成分が重畳される。このカフ圧から脈波成分を抽出する（Ｓ４〜Ｓ７、Ｓ１１）。
【００３９】
つまり、カフ圧のサンプリング値をＲＡＭ２２に記憶し（Ｓ４）、カフ圧が所定の下限圧力に達したら（Ｓ５）、カフ圧のサンプリングと、サンプリング値の記憶とを終了し（Ｓ６）、脈波成分を抽出し、排気レート分の補正を行ない、その値をＲＡＭ２２に記憶する（Ｓ７）。
【００４０】
そして、ＲＡＭ２２に記憶した値に基づいて、サンプリング値の時間微分信号を算出し、また、時間微分信号のピークの発生時刻を算出し、その値をＲＡＭ２２に記憶する（Ｓ１１）。
【００４１】
すなわち、微小時間におけるカフ圧の差分（時間微分値）によって、脈波成分を抽出する。つまり、この抽出された差分が正で連続するときにのみ、その差分を加算し、この加算値の最大値を求めることによって、１サイクルの脈波成分の最大値を検出する。
【００４２】
次に、時間微分信号の包絡線Ｅを求める（Ｓ１２）。
【００４３】
そして、包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐを求め（Ｓ１３）、この包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ１倍（７０％）に対応する最大のカフ圧を、第１最高カフ圧P1maxとする（Ｓ１４）。つまり、図３に示すグラフにおいて、包絡線Ｅのうちで、時間微分信号（ｄＰ／ｄｔ）が包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ１倍（７０％）である点は、２点Ｅ１１、Ｅ１２であり、そのうちでカフ圧が高い方の点Ｅ１１に対応するカフ圧を、第１最高カフ圧P1maxとする。
【００４４】
包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ１倍（７０％）に対応する最小のカフ圧を、第１最低カフ圧P1minとする（Ｓ１４）。つまり、図３に示すグラフにおいて、包絡線Ｅのうちで、時間微分信号（ｄＰ／ｄｔ）が包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ１倍（７０％）である点は、２点Ｅ１１、Ｅ１２であり、そのうちでカフ圧が低い方の点Ｅ１２に対応するカフ圧を、第１最低カフ圧P1min とする。
【００４５】
なお、包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ１倍（７０％）は、第１の値Ｖ１の例である。
【００４６】
また、包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ２倍（５０％）に対応する最大のカフ圧を、第２最高カフ圧P2maxとする（Ｓ１５）。つまり、図３に示すグラフにおいて、包絡線Ｅのうちで、時間微分信号（ｄＰ／ｄｔ）が包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ２倍（５０％）である点は、２点Ｅ２１、Ｅ２２であり、そのうちでカフ圧が高い方の点Ｅ２１に対応するカフ圧を、第２最高カフ圧P2maxとする。
【００４７】
包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ２倍（５０％）に対応する最小のカフ圧を、第２最低カフ圧P2minとする（Ｓ１５）。つまり、図３に示すグラフにおいて、包絡線Ｅのうちで、時間微分信号（ｄＰ／ｄｔ）が包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ２倍（５０％）である点は、２点Ｅ２１、Ｅ２２であり、そのうちでカフ圧が低い方の点Ｅ２２に対応するカフ圧を、第２最低カフ圧P2min とする。
【００４８】
なお、包絡線Ｅの最大値Ｓｄｐのｋ２倍（５０％）は、第２の値Ｖ２の例である。
【００４９】
ただし、１＞ｋ１＞ｋ２＞０とする。ｋ１、ｋ２は、任意の定数であり、上記実施例において、ｋ１＝０．７、ｋ２＝０．５であるが、必ずしもこの数値に限定されるものではなく、臨床データに基づいて変更することができる。
【００５０】
次に、第１最高カフ圧P1max、第１最低カフ圧P1min、第２最高カフ圧P2max、第２最低カフ圧P2minに基づいて、特徴量（包絡線Ｅの先鋭度）Ｇを演算する（Ｓ２１）。つまり、
特徴量Ｇ＝（Ｐ１ｍａｘ−Ｐ１ｍｉｎ）／（Ｐ２ｍａｘ−Ｐ２ｍｉｎ）｝・（ｋ２／ｋ１）  ……式（１）
を求めることができる。
【００５１】
そして、上記特徴量Ｇである｛（Ｐ１ｍａｘ−Ｐ１ｍｉｎ）／（Ｐ２ｍａｘ−Ｐ２ｍｉｎ）｝・（ｋ２／ｋ１）に、脈圧補正項（ｋ３／ＰＰ）αを乗じて補正することによって、補正後の特徴量Ｇａを求める（Ｓ２２）。なお、上記ｋ３、αは、任意の定数であり、上記ＰＰは、脈圧（最高血圧−最低血圧）である。
【００５２】
なお、ｋ３は、たとえば、４０〜５０であり、αは、たとえば、０＜α＜１である。
【００５３】
つまり、
上記特徴量Ｇａ＝（Ｐ１ｍａｘ−Ｐ１ｍｉｎ）／（Ｐ２ｍａｘ−Ｐ２ｍｉｎ）｝・（ｋ２／ｋ１）・（ｋ３／ＰＰ）α  ……式（２）
つまり、上記式(１)を実現する特徴量演算手段は、上記第１最高カフ圧と上記第１最低カフ圧との差と、上記第２最高カフ圧と上記第２最低カフとの差との比を演算することによって、特徴量Ｇを求める手段である。
【００５４】
また、上記式(２)を実現する特徴量補正手段は、上記第１最高カフ圧と上記第１最低カフ圧との差と、上記第２最高カフ圧と上記第２最低カフとの差との比を演算し、この演算された比に、（ｋ２／ｋ１）・（ｋ３／ＰＰ）α  を掛けることによって補正後の特徴量Ｇａを求める手段である。
【００５５】
この特徴量Ｇａは、動脈硬化度と相関がある。また、上記実施例によれば、血行動態に対応する特徴量を演算する場合、脈圧（最高血圧−最低血圧）に応じて、特徴量を補正するので、脈圧が大きい程、特徴量が小さくなる方向に補正が加えられ、したがって、血管の硬化度を測定する場合に、充分な精度を得ることができる。
【００５６】
そして、この求められた補正後の特徴量Ｇａを、表示装置６１に表示する（Ｓ２３）。
【００５７】
また、表示装置６１に補正後の特徴量Ｇａを表示する代わりに、プリンタ５２に補正後の特徴量Ｇａを印刷するようにしてもよく、また、補正後の特徴量Ｇａに対応するデータを外部端子６３を介して出力するようにしてもよい。
【００５８】
上記実施例では、カフ圧を微速減圧しつつ、カフ圧のサンプリングを行っているが、逆にカフ圧を微速増圧しつつカフ圧のサンプリングを行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施例である血行動態測定装置１００を示すブロック図である。
【図２】上記実施例におけるカフ圧の変化を示す図である。
【図３】上記実施例において、カフ圧を増加した後に微速減圧した場合におけるカフ圧と、カフ圧の時間微分信号の包絡線との関係の一例を示す図である。
【図４】血行動態測定装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図５】従来例の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００…血行動態測定装置、
１１…カフ、
１５…サンプリング手段、
２０…ＣＰＵ、
２１…ＲＯＭ、
１６…時間微分手段、
３０…包絡線演算手段、
３１…第１の設定手段、
３２…第２の設定手段、
４１…第１最高カフ圧演算手段、
４２…第１最低カフ圧演算手段、
４３…第２最高カフ圧演算手段、
４４…第２最低カフ圧演算手段、
５１…特徴量演算手段、
５２…特徴量補正手段、
６１…表示装置、
６２…プリンタ、
６３…外部端子。
【図１】
2007135678.tif 000003
【図２】
2007135678.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007135678.tif 000006
【図５】
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